邢培茹
(鳳縣水利局 陜西 鳳縣 721700)
鳳縣位于秦嶺南麓,是典型的秦嶺山區縣。嘉陵江從源頭黃牛鋪鎮秦嶺山脈中代王山下東峪溝的涼水泉流出,一路由東北向西南經過黃牛鋪鎮、紅花鋪鎮、鳳州鎮,到達雙石鋪鎮,橫穿鳳縣縣城。嘉陵江鳳縣縣城段匯入的較大的一級支流主要是三岔河、小峪河和安河。三岔河流域面積118.1km2,在黃牛鋪鎮三岔河村匯入嘉陵江;小峪河是嘉陵江右岸一級支流,流域面積557 km2,在雙石鋪鎮雙石鋪村縣城匯入嘉陵江;安河是嘉陵江左岸一級支流,流域面積406.8 km2,在鳳州鎮鳳州村東門匯入嘉陵江。
水力自控翻板閘壩利用水力和閘門重量平衡原理,借助水位升高、水壓力增大,逐漸自行開啟閘門,當閘門全部打開時,河床泄流狀況與天然河床相差無幾,當水位降低時,閘門逐漸關閉蓄水,形成水面景觀。水力自控翻板閘壩無需機電設備及人力操作,具有工程建設投資少、運行管理方便、可形成水面景觀等諸多優點,是近年來城市河道景觀建設的最優選擇。
為響應縣委縣政府提出的“旅游興縣”戰略,進一步改善縣城水生態環境,鳳縣水利局于2006—2007年分期啟動實施嘉陵江鳳縣縣城段綜合治理項目,在縣城河道內修建了4座水力自控翻板閘壩工程。1#翻板閘位于縣體育場斷面,壩長117m,壩高2.5m,回水面積7.4萬m2;2#翻板閘位于縣住建局門前斷面,壩長120m,壩高3m,回水面積9.6萬m2;3#翻板閘位于嘉陵江老紅化橋下游80米處,壩長100m,壩高3m,回水面積8.3萬m2;4#翻板閘位于小峪河原鳳縣建筑公司后門處,壩長85m,壩高3m,回水面積5.1萬m2。水力自控翻板閘基本情況見下表。
通過在縣城河道建成4座水力自控翻板閘工程,形成了天然動態的鳳凰湖水面景觀,增添了河道活力。碧波蕩漾的鳳凰湖水面映照著嘉陵江“一江兩岸”親水平臺,結合一系列道路亮化綠化及亞洲第一高音樂噴泉工程,使鳳縣縣城河道舊貌換新顏,改善了縣城的水生態環境和城市面貌,吹響了“水韻江南,七彩鳳縣”的旅游號角,獲得“全省旅游名縣”和“中國最美小城”等多項佳譽。
翻板閘壩工程在帶來美麗水景觀的同時,縣城河道淤積日益嚴重。河道淤積是指各種固體物質逐年進入河道后沉積于河床上,造成河底高程抬升的過程。翻板閘壩修建以前,嘉陵江橋面距離河床15米之多,翻板閘壩修建后距今8年,橋面至河床之間的距離已不足10米,泥沙淤積深厚處這一距離甚至不足5米,四個壩體中,尤以法官樓附近的3#和4#壩前泥沙淤積較為嚴重。
1.3.1 氣候異常,高強度降雨頻發
近年來鳳縣氣候異常,極端天氣發生頻率增加,夏季暴雨頻發,高強度降雨沖刷坡面和溝道土壤表層疏松泥沙,易形成高濃度泥沙徑流;秋季持續連陰雨,造成土壤的透水性和持水性下降,易形成坡面和溝道徑流。所有徑流匯聚到地勢較低的縣城河道,導致嘉陵江縣城段河道泥沙含量大。同時,小峪河、安河洪水傾瀉而下匯入嘉陵江,導致縣城段洪流量劇增,加劇了泥沙沉積。

鳳縣水力自控翻板閘壩工程情況表
1.3.2 水力自控翻板閘壩無專門排沙減淤功能因水力自控翻板閘壩未設置專門設施設備進行排沙減淤,洪水下泄后,淤積物被沉淀在河床處,導致縣城河道蓄水區泥沙大量淤積,尤其是蓄水區中、上游段河床嚴重淤積。樹枝、大石頭等長短不一、形狀不規則雜物對自控翻板閘壩閘門產生一定阻塞,造成壩體附近泥沙大量淤積,閘前淤積對閘門產生淤沙壓力,嚴重時可導致閘門的水力自控翻轉作用失效,造成上游河道淹沒損失。
長年累月的泥沙淤積,導致縣城河道內河床持續淤高,蓄水區正常水深逐漸降低,洪水位抬高。大暴雨發生時,洪水流泥沙濃度較高,通過閘門時大量泥沙和雜物由于壩體的阻隔,淤積于閘壩前,形成淤沙壓力并作用于翻板閘門,當淤沙壓力增大時,將阻止閘門正常開啟,導致翻板閘門自控作用失效,影響閘門正常翻轉,如遇大洪水將造成對上游和縣城河道產生淹沒損失,嚴重影響河道行洪安全。
2010年7 月23 日鳳縣因暴雨發生洪災,為了保證水力自控翻板閘順利翻轉泄洪,政府各單位組織工作人員下到壩體周圍突擊清理翻板閘壩附近雜物,減輕翻板閘門淤沙壓力,確保了翻板閘的安全運行。鳳縣河道管理站每年冬春季通過挖掘機對河道進行清淤,但是快速的泥沙淤積仍然導致河床逐年升高。
針對鳳縣縣城河道淤積現狀,亟待研究出科學有效的清淤良策,為水力自控翻板閘壩可持續安全運行創造條件,使美麗的水景觀和河道防洪安全同在。
良好的水生態環境具有塑造城市形象和增強城市魅力的重要作用,縣城河道水生態環境是鳳縣名片,必須建立河道清淤長效機制,長期維護河道水生態環境。近年來,陜西省水利廳大力開展“河道整治”工程,保護水生態環境,創造和諧美麗人居環境,從政策層面上非常重視河道治理;鳳縣是礦產資源大縣,通過鼓勵大型礦產企業出資參與縣城清淤治理,并對相關企業出臺優惠政策和開辟“綠色通道”扶持礦產企業發展的方式,吸引資金開展河道清淤工作;為了降低項目成本,保證清淤質量,政府對河道清淤項目進行公開招標,招聘專業清淤隊和長期聘請專業河道保潔員,保河道暢通和清潔,將河道變成河暢水清、景色怡人的休閑觀光區。
河道清淤工作需選擇枯水期進行施工,根據鳳縣冬春干燥降水少的氣候特征,可選擇在每年的初冬和春季,且土壤尚未凍結的月份施工,即10月下旬—11月中旬和3月—5月,進行深度清淤。采取人工拉動河道翻板閘開閘放水,將鳳凰湖內的水全部泄流,當河道內露出大面積淤積面,再通過挖掘機或者專業清淤機械進行清淤處理。在夏季和秋季易發強降雨和連陰雨的季節到來之前,晴朗無雨天氣即可開展小面積清淤,重點對淤積嚴重的壩體周圍進行認真清淤。
河道表層淤積物主要是來自上游的沙子及部分垃圾,河道底層主要是呈深灰色、流體狀、有異味的沉積物,是各種污染物的承載體。農民為了增產增收,糧田和果園大量使用化肥和農藥,殘留的化肥農藥附著在土壤顆粒表面,被洪水沖入河流,導致河底淤泥分布著濃度較高的N、P元素,以及一定的重金屬污染物,因此,要處理好河道淤積物,防止二次污染。
根據河道淤積物的分層特點,處理分為兩個階段,第一階段先清除表層沙石及垃圾,沙石可二次利用,垃圾棄之專門的垃圾投放點。第二階段將河道底層淤泥運輸到特定地點,選擇堆場進行填埋處理,并做好堆場防滲處理,防止污染物滲入地下造成地下水和土壤的再次污染。河底淤泥N、P及有機物含量豐富,是植物和土壤中各種微生物所必須的營養,在堆場上進行植樹造林,優先選擇具有分解重金屬毒性的特種植物,加強管護,達到生態平衡,美化景觀的效果。
在河道上游易于發生沉積的部位增設攔柵,可有效攔截河道內較大的樹枝、圓木等雜物,防止雜物流入縣城河道翻板閘壩附近影響閘門啟閉和洪水下泄。同時,加強河道宣傳教育,利用中國水日等宣傳節日廣泛進行河道水環境保護宣傳,杜絕廣大沿河居住群眾隨意將舊衣物、鐵制品等垃圾丟棄入河。
水土流失的泥沙是河道淤積物的主要組成部分,鳳縣屬土石山區縣,山區的地形地貌、地質等潛在自然因素和亂墾濫伐、不合理耕作、礦山開采、道路修建等人為活動都為水土流失提供了條件。全縣水土流失面積1644km2,占全縣總面積3187 km2的52%,屬中度水土流失區。對于河道淤積問題,除了建立長效清淤機制外,要更加重視全縣水土保持工作,有效預防和治理全縣水土流失。同時,從環保角度控制好工礦污水和生活污水的排放,減少水體中淤泥污漬的沉積,從源頭上控制泥沙及污染物匯入嘉陵江河道,嘉陵江鳳縣縣城段河道淤積問題將逐一而解。陜西水利
[1]韓玉紅.淺談城市河道整治與水生態修復工作.[J],才智,2012(16).
[2]張立明.淺談城市河道清淤對策.[J],全國河道治理與生態修復技術匯總.2012.